114 身心障礙特考四等 土木工程類科 土木施工學概要 考古題詳解
第 一、 題25 分
請列舉並說明三種適用於不同地質條件之基礎施工機械，並比較其適用範圍與特性。
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核心觀念
本題考查的是「依地質條件選用基礎施工機械」的原則。選擇機械時，須考量地層的軟硬、地下水與孔壁穩定性、是否含卵礫石或岩盤，以及施工深度、樁徑和周邊環境。機械的適用性應與地層特性相配合，並兼顧成孔穩定、施工效率及對鄰近地盤的影響。
解題方法
採「地質條件 → 施工需求 → 機械特性」逐一說明，列出三種適用於不同地質的機械，並比較其適用範圍與限制。以下以基樁施工常用機械為例。
三種機械與適用地質
| 施工機械 | 適用地質與施工條件 | 主要特性與限制 |
|---|---|---|
| 螺旋鑽掘機（Auger） | 適用於黏土、粉土及一般土層；地層較穩定、地下水影響不大時，適用性較佳。可用於淺至中等深度的鑽掘施工。 | 以旋轉鑽頭切削並排出土料，施工速度快、設備及作業程序相對簡單。若遇卵礫石、孤石或堅硬岩層，鑽進效率會降低；孔壁不穩或地下水豐富時，通常需配合套管等穩定措施。 |
| 全套管式鑽掘機（Full casing / All casing） | 適用於地下水位高、砂礫層或鬆散地層等孔壁易坍塌的條件；亦可配合適當鑽具處理一般土層中的卵礫石。 | 以套管跟進鑽掘，支撐孔壁，可降低坍孔與湧水風險，成孔品質較易控制；對周圍地盤的擾動相對較小。設備較重、成本及施工時間較高，遇大型孤石或堅硬岩盤時仍須搭配重錘、岩鑽等工具處理。 |
第 二、 題25 分
試述「關鍵路徑法（CPM）」與「計畫評核術（PERT）」的基本概念，並舉例說明兩者在施工管理中的主要應用情境。另分析 CPM 與 PERT 在施工時程管理中的優勢與限制。
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核心觀念
本題考查施工時程管理中的網圖分析，重點是辨別關鍵路徑法（Critical Path Method, CPM）與計畫評核術（Program Evaluation and Review Technique, PERT）的工期估算方式、分析結果與適用情境。
兩者都先將工程拆解為作業，整理作業間的先後關係，再建立網圖並推算各作業的時程。關鍵路徑是網圖中總工期最長的路徑；路徑上的作業若延誤，且未以其他方式追回時間，整體工程完工日就會延後。關鍵作業通常沒有總浮時。
| 比較項目 | CPM | PERT |
|---|---|---|
| 工期估算 | 每項作業採單一、確定的估計工期 | 每項作業採三點估計，反映工期不確定性 |
| 常見假設 | 工期相對穩定、可合理估定 | 工期具有不確定性，常以機率觀念分析 |
| 主要分析 | 關鍵路徑、浮時、工期與成本取捨 | 預期工期、工期變異及目標日期達成機率 |
| 常見用途 | 施工排程、進度追蹤與趕工分析 | 前期規劃、工期風險評估與完工機率分析 |
PERT 對每項作業估計樂觀時間 、最可能時間 、悲觀時間 ，以加權平均估計預期工期：
作業工期變異數常估為：
在各作業工期近似獨立、且關鍵路徑可以辨識的簡化假設下，路徑預期工期為各作業預期工期之和，路徑變異數為各作業變異數之和；再可估算特定期限內完工的機率。
解題方法
先說明兩者共有的網圖規劃邏輯，再比較工期資料的處理方式，最後以施工情境說明應用及利弊。此題為申論題，宜讓閱卷者清楚看到「共同基礎、核心差異、應用情境、優勢與限制」四個層次。
以一項建築工程為例，可將基礎開挖、基礎施工、結構體、機電配管、裝修及驗收列為作業，並依施工邏輯標示相依關係。若採 CPM，依施工經驗或契約排程為各作業設定單一工期，推算最早與最遲開始、完成時間及浮時，找出關鍵路徑。若採 PERT，則對工期不確定的作業設定 、、，求出預期工期與變異數，評估整體工期風險或指定日期前完工的機率。
施工管理中的主要應用情境
CPM 的應用：一般施工進度管制與趕工決策。 例如工程已進入施工階段，承包商依核定進度表追蹤各工項實際進度。若關鍵路徑上的結構體作業落後，專案團隊可評估增加班次、機具或人力，以縮短關鍵作業工期；
第 三、 題25 分
橋梁工程施工可依橋型、結構材料與施工方式分類，試述這些分類方式，並說明各類施工方式的基本原理。
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核心觀念
本題考查橋梁工程的三種分類觀點：橋型、結構材料、施工方式。三者分別回答「橋梁的結構系統為何」、「主要承重材料為何」及「如何完成橋梁架設」。
分類時應分清楚：
- 橋型依主要受力構造與荷重傳遞方式區分。
- 結構材料依主要承重構件所用材料區分。
- 施工方式依構件製作、運輸、架設及混凝土澆置的程序區分。
解題方法
作答宜先分成三大類，再逐類列出代表型式。題目另要求說明施工方式的基本原理，因此施工方式不能只列名稱，須說明其支撐、架設或受力轉換的方式。
一、依橋型分類
| 橋型 | 主要受力與荷重傳遞方式 |
|---|---|
| 梁橋 | 橋面荷重由梁承受，以彎矩與剪力傳至橋墩、橋台，再傳至基礎。構造單純，常用於中小跨徑。 |
| 桁架橋 | 以三角形桁架組成主承重構架，構件主要承受軸向拉力或壓力，將荷重傳至支承。 |
| 拱橋 | 拱圈以受壓為主，將橋面荷重傳向兩端拱座，並產生水平推力；拱座及基礎須能承受推力。 |
| 懸索橋 | 橋面荷重經吊索傳至主纜，再由主纜傳至橋塔與錨碇；主纜以拉力承重，適合大跨徑。 |
| 斜張橋 | 橋面荷重由斜張索直接傳至橋塔，斜索承受拉力，橋塔主要承受壓力，主梁則承受彎矩及軸力。 |
| 剛構橋 | 梁與墩以剛性連接，梁、墩共同承受彎矩、剪力及軸力；結構整體性較高。 |
二、依結構材料分類
- 木橋：以木材作為主要承重構件，材料輕、易加工，常用於小跨徑或臨時性橋梁。
- 石橋或磚石橋：以石材或磚石砌築，主要利用材料抗壓能力，常見於拱式構造。
- 鋼橋：以鋼梁、鋼桁架或鋼箱梁等承重，強度高、構件可在工廠製作後運至現場組裝。
- 鋼筋混凝土橋：由混凝土承受主要壓力、鋼筋承受拉力，常採現場澆置或預鑄施工。
- 預力混凝土橋：藉由預先對混凝土施加壓應力，抵銷部分使用荷重所引起的拉應力，適合較大跨徑或需要控制裂縫的構造。
- 鋼與混凝土複合橋：由鋼構件與混凝土共同承重，藉剪力連接件使兩種材料協同作用，例如鋼梁與混凝土橋面版組成複合梁。
三、依施工方式分類及基本原理
1. 支架現場澆置法
在橋下設置支架與模板，完成鋼筋或預力配置後，於現場澆置混凝土；混凝土達到規定強度後，再拆除模板及支架，使橋梁自承。
此法設備與工序直觀，適合橋下可搭設支架、地形及交通限制較少的場合。支架須承受模板、濕混凝土、施工人員與設備等荷重，施工期間並須控制沉陷與變形。
2. 預鑄構件吊裝法
第 四、 題25 分
試述給水工程與污水工程的主要施工項目，並說明兩者在施工時應注意之重點。
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核心觀念
本題考查給水與污水管線工程的基本施工流程，以及兩者在功能、流向、水密要求和衛生安全上的差異。答題可依「施工前準備、管線埋設、試驗驗收、復舊」說明共同工序，再分別指出給水管須確保供水水質與承壓能力，污水管須確保坡度、通水能力及防止滲漏。
主要依據為工程圖說、契約施工規範及相關管線施工規範；題目未指定工程規範版本或管種，以下按一般埋地管線工程作答。
解題方法
先列出兩類工程皆適用的施工順序，再補充其特有的品質管制重點。給水管線以「水壓、接頭不漏、水質合格」為主；污水管線以「高程坡度正確、管道與人孔水密、排水順暢」為主。最後補列交通維持、地下管線調查、開挖安全及回填復舊等共同施工管理事項，即可完整回應「主要施工項目」與「應注意之重點」。
一、給水工程主要施工項目
- 施工準備與測量放樣：核對施工圖及管線位置，調查既有地下管線、道路及障礙物；辦理交通維持與施工安全措施，依設計測設管線中心線及高程。
- 路面切割、管溝開挖與支撐：依設計寬度、深度開挖，視地質與開挖深度設置擋土支撐、排水或降水措施，並妥善處理挖方及障礙物。
- 管床整備與管材安裝：整平管溝底部，必要時鋪設砂墊層或基礎；檢查管材及配件後，依規定方向與順序下管、接管，並安裝閥類、消防栓、排氣閥、排水設施及支墩等。
- 管線試壓、檢漏與清洗消毒：分段進行水壓試驗及漏水檢查；合格後依規定清洗、消毒及沖洗，再確認水質符合供水要求。
- 回填與路面復舊：試驗合格後依規定分層回填、夯實，設置警示帶或標誌，再修復路面及整理現場，完成竣工測量與紀錄。
二、給水工程施工注意重點
- 確保供水衛生：管材、接頭及施工工具須保持清潔，管口暫停作業時應封閉，避免泥砂、污水或異物進入管內；完成後須清洗消毒，合格後才可通水。
- 確保承壓與接頭品質：管材、配件及接頭須符合設計規定；接管時注意承插方向、墊圈位置與螺栓均勻鎖固。試壓前應排除管內空氣、固定端部，試壓期間不得讓接頭或管件承受不當外力。
- 妥善配置附屬設備：閥類、消防栓、排氣及排水設施須依圖說設置，彎管、三通及端部等受水壓推力處應設置適當支承或錨定。
- 維持管線安全間距與操作性：與其他地下管線交會或鄰近時，應依規定保持間距並採必要保護；閥栓位置須便於日後操作及維修。